“薄壁桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)大綱

課程教學(xué)大綱

“薄壁桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)”教學(xué)大綱

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程力學(xué)專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程力學(xué)專業(yè)三年級本科學(xué)生。

（二）課程性質(zhì)及教學(xué)目的與要求

1．課程性質(zhì)：專業(yè)技術(shù)課、選修課。

2．教學(xué)目的與要求：

本課程是工程力學(xué)專業(yè)的專業(yè)技術(shù)課、選修。

通過學(xué)習(xí)薄壁結(jié)構(gòu)力學(xué)課程，使學(xué)生更深入、全面地了解桿件彎曲、扭轉(zhuǎn)問題的特征，掌握分析薄壁桿件問題的一般方法，特別是約束扭轉(zhuǎn)問題的分析方法。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)等。

2．后續(xù)課程：橋梁工程、復(fù)合材料力學(xué)、斷裂力學(xué)等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以課堂講授為主，以課堂討論、學(xué)生自學(xué)、撰寫讀書報告和小論文為輔。

2．重點(diǎn)內(nèi)容：

薄壁桿件彎曲的正應(yīng)力、剪應(yīng)力及彎曲中心；開口與閉口薄壁桿件自由扭轉(zhuǎn)；斷面的扇性幾何性質(zhì)；約束扭轉(zhuǎn)雙力矩，扭轉(zhuǎn)中心；約束扭轉(zhuǎn)時的翹曲應(yīng)力。

3．難點(diǎn)內(nèi)容：

斷面的扇性幾何性質(zhì)；彎曲中心與扭轉(zhuǎn)中心；約束扭轉(zhuǎn)雙力矩；約束扭轉(zhuǎn)時的翹曲應(yīng)力。

（五）考核方式

考查：從大作業(yè)、讀書報告、小論文及聽課情況等方面進(jìn)行綜合考查。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）引論

概述；薄壁桿件的定義；薄壁桿件彎曲時應(yīng)力的一般公式；彎曲中心的計算公式；例題。

（二）自由扭轉(zhuǎn)

自由扭轉(zhuǎn)的基本方程式；扭轉(zhuǎn)問題的薄膜比擬；開口薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)；閉口薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)；開口與閉口薄壁桿件扭轉(zhuǎn)的比較；開口與閉口組合截面桿件的扭轉(zhuǎn)。

（三）開口薄壁桿件的約束扭轉(zhuǎn)

變形幾何分析和斷面的扇性幾何性質(zhì)；靜力分析和雙力矩；應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。小結(jié)及基本方程的綜合；約束扭轉(zhuǎn)微分方程式及其求解；例題。

（四）閉口薄壁桿件的約束扭轉(zhuǎn)

變形分析；靜力分析和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；翹曲位移與應(yīng)變；約束扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；閉口截面扭轉(zhuǎn)角微分方程式；扭轉(zhuǎn)中心及主零點(diǎn)位置的確定；截面扇性特性的計算；開口與閉口薄壁桿件約束扭轉(zhuǎn)的比較；例題。

三、實驗內(nèi)容

開口薄壁桿件的彎曲與扭轉(zhuǎn)。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為26學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、自學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“薄壁桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）引論

4

4

1

（二）自由扭轉(zhuǎn)

6

6

1

（三）開口薄壁桿件的約束扭轉(zhuǎn)

8

6

2

4

（四）閉口薄壁桿件的約束扭轉(zhuǎn)

6

6

4

機(jī)動

2

2

合計

26

24

2

10

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

陳伯真．薄壁結(jié)構(gòu)力學(xué)[M]．上海:上海交通大學(xué)出版社，2002

2．主要參考書：

[1]曹富新，楊春秋．工程薄壁結(jié)構(gòu)計算[M]．北京：中國鐵道出版社，1993

[2]包世華，周堅．薄壁桿件結(jié)構(gòu)力學(xué)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1991

[3]黃劍源．薄壁結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)分析[M]．北京：中國鐵道出版社，1988

[4][美]A.捷列斯維克．薄壁桿件理論[M]．何福照，樊勇堅譯．北京：人民交通出版社，1987

（制訂人：李學(xué)罡審核人：喻小明批準(zhǔn)人：王桂堯）

“材料力學(xué)A”教學(xué)大綱

MechanicsofMaterials（A）

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：90/5.0

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程力學(xué)、車輛工程等專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程力學(xué)、車輛工程等專業(yè)二年級本科學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是工程力學(xué)、車輛工程等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，必修。

通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識，比較熟練的計算能力，一定的分析能力和初步的實驗?zāi)芰?，為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎(chǔ)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、畫法幾何與土木工程制圖、大學(xué)物理、物理實驗、理論力學(xué)等。

2．后續(xù)課程：結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、機(jī)械原理、機(jī)械零件、機(jī)械設(shè)計等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以面授為主，以實驗教學(xué)、材料力學(xué)CAI及錄像教學(xué)為輔。

2．重點(diǎn)和難點(diǎn)：

重點(diǎn)：應(yīng)力和應(yīng)變的概念。四種基本變形下桿的應(yīng)力與強(qiáng)度計算、變形與剛度計算。應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。組合變形下桿件的強(qiáng)度計算。用能量方法求結(jié)構(gòu)的位移。簡單超靜定問題。壓桿的穩(wěn)定性計算。

難點(diǎn)：應(yīng)力與應(yīng)變的概念。應(yīng)力集中的概念。彎曲切應(yīng)力，彎曲中心的概念。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變分析。體積改變比能與形狀改變比能。強(qiáng)度理論。組合變形下桿件的強(qiáng)度計算。卡氏定理、莫爾定理及單位力法的應(yīng)用。功的互等定理與位移互等定理。超靜定問題。壓桿穩(wěn)定性計算。交變應(yīng)力與疲勞破壞的概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結(jié)合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）緒論和基本概念

材料力學(xué)的任務(wù)和研究對象。變形固體的基本假設(shè)。截面法，內(nèi)力、位移、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的概念。簡單的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系。桿件變形的基本形式。

（二）桿件的內(nèi)力分析

桿件的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。平面剛架、平面曲桿的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。剪力、彎矩與載荷集度間的關(guān)系及其應(yīng)用。用疊加法作梁的彎矩圖。

（三）截面圖形的幾何性質(zhì)

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積。慣性半徑。平行移軸公式。轉(zhuǎn)軸公式。主慣性軸與形心主慣性軸。主慣性矩與形心主慣性矩。

（四）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

拉壓桿的應(yīng)力；材料拉壓時的力學(xué)性質(zhì)；許用應(yīng)力，安全系數(shù)，強(qiáng)度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,強(qiáng)度條件；梁的彎曲正應(yīng)力；梁的彎曲切應(yīng)力；梁的強(qiáng)度條件；梁的合理強(qiáng)度設(shè)計；斜彎曲；彎拉（壓）組合與截面核心。

（五）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉(zhuǎn)變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件；簡單超靜定問題。

（六）應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析

應(yīng)力狀態(tài)的概念。主應(yīng)力與主平面。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析－解析法與圖解法。三向應(yīng)力圓，最大剪應(yīng)力。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變分析。

廣義胡克定律。三個彈性常數(shù)E、G、間的關(guān)系。體積應(yīng)變。復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的比能。體積改變與形狀改變比能。

（七）強(qiáng)度理論及其應(yīng)用

強(qiáng)度理論的概念。四種常用的強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。相當(dāng)應(yīng)力。*莫爾強(qiáng)度理論。

（八）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應(yīng)力的歐拉公式及其適用范圍。直線型與拋物線型經(jīng)驗公式。臨界應(yīng)力總圖。壓桿的穩(wěn)定性計算。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

（九）能量方法

桿件應(yīng)變能的計算?？ㄊ隙ɡ砘蚰獱柖ɡ砑捌鋺?yīng)用。功的互等定理與位移互等定理。超靜定結(jié)構(gòu)的概念與實例。用能量方法求解簡單超靜定問題（包括桁架、剛架、曲桿）。對稱性與反對稱性的利用。

（十）動載荷

概述。考慮慣性力時構(gòu)件的應(yīng)力計算。受沖擊時構(gòu)件的應(yīng)力和變形。沖擊韌性。

（十一）疲勞與斷裂

概述；循環(huán)特征、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力；疲勞破壞的概念；材料的持久極限及其曲線；影響持久極限的因素；構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計算簡介；*變幅循環(huán)應(yīng)力與累積損傷理論簡介；*應(yīng)力強(qiáng)度因子與材料的斷裂韌度簡介；*裂紋擴(kuò)展與構(gòu)件的疲勞壽命簡介。

（十二）扭轉(zhuǎn)與彎曲的幾個補(bǔ)充問題

矩形截面桿的扭轉(zhuǎn)。薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)。*非對稱彎曲正應(yīng)力簡介。彎曲中心的概念。*兩種材料的復(fù)合梁簡介。

注：帶“*”號的內(nèi)容屬于教師選講的內(nèi)容。

三、實驗內(nèi)容

拉伸與壓縮實驗，扭轉(zhuǎn)實驗，彈性模量E的測定實驗，彎曲正應(yīng)力實驗，主應(yīng)力實驗，可變支座梁實驗或薄壁梁實驗。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為90學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、錄像課、CAI教學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“材料力學(xué)A”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）緒論和基本概念

2

2

（二）桿件的內(nèi)力分析

8

8

4

（三）截面圖形的幾何性質(zhì)

2

2

2

（四）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

24

18

6

6

（五）桿件的變形與剛度計算

8

8

3

（六）應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析

8

8

3

（七）強(qiáng)度理論及其應(yīng)用

7

5

2

2

（八）壓桿穩(wěn)定

4

4

2

（九）能量方法

8

8

4

（十）動載荷

4

3

1

1

（十一）疲勞與斷裂

5

4

1

1

（十二）扭轉(zhuǎn)與彎曲的幾個補(bǔ)充問題

4

4

2

機(jī)動

6

6

總計

90

80

10

30

五、選用教材及主要參考書

1．使用教材：

[1]李學(xué)罡，蔡明兮．材料力學(xué)[M]．吉林:吉林科技出版社，2005

[2]徐飛鴻．材料力學(xué)實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書

[1]孫訓(xùn)方．材料力學(xué)（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[2]劉鴻文．材料力學(xué)（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[3]單輝祖．材料力學(xué)（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1999

[4][蘇]別遼耶夫，材料力學(xué)[M]．王光遠(yuǎn)等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5][蘇]Β.И.費(fèi)奧多謝夫，材料力學(xué)[M]．趙九江等譯．北京：高等教育出版社，1995

[6]范欽珊．工程力學(xué)教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制訂人：李學(xué)罡審核人：喻小明批準(zhǔn)人：王桂堯）

“材料力學(xué)B”教學(xué)大綱

MechanicsofMaterials（B）

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：80/4.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)汽車類、土木水利類等專業(yè)2006年培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

汽車類、土木水利類等專業(yè)二年級本科學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是汽車類、土木水利類等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，必修。

通過材料力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識，比較熟練的計算能力，一定的分析能力和初步的實驗?zāi)芰?，為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎(chǔ)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、畫法幾何與土木工程制圖、大學(xué)物理、物理實驗、理論力學(xué)等。

2．后續(xù)課程：結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、機(jī)械原理、機(jī)械零件、機(jī)械設(shè)計等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以面授為主，以實驗教學(xué)、材料力學(xué)CAI及錄像教學(xué)為輔。

2．重點(diǎn)和難點(diǎn)：

重點(diǎn)：應(yīng)力和應(yīng)變的概念。四種基本變形下桿的應(yīng)力與強(qiáng)度計算、變形與剛度計算。應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。組合變形下桿件的強(qiáng)度計算。用能量方法求結(jié)構(gòu)的位移。簡單超靜定問題。壓桿的穩(wěn)定性計算。

難點(diǎn)：應(yīng)力與應(yīng)變的概念。應(yīng)力集中的概念。彎曲切應(yīng)力，彎曲中心的概念。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變分析。體積改變比能與形狀改變比能。強(qiáng)度理論。組合變形下桿件的強(qiáng)度計算?？ㄊ隙ɡ?、莫爾定理及單位力法的應(yīng)用。功的互等定理與位移互等定理。超靜定問題。壓桿穩(wěn)定性計算。交變應(yīng)力與疲勞破壞的概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結(jié)合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學(xué)內(nèi)容

（1）緒論和基本概念

材料力學(xué)的任務(wù)和研究對象。變形固體的基本假設(shè)。截面法，內(nèi)力、位移、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的概念。簡單的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系。桿件變形的基本形式。

（2）桿件的內(nèi)力分析

桿件的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。平面剛架、平面曲桿的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。剪力、彎矩與載荷集度間的關(guān)系及其應(yīng)用。

（3）截面圖形的幾何性質(zhì)

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積。慣性半徑。平行移軸公式。轉(zhuǎn)軸公式。主慣性軸與形心主慣性軸。主慣性矩與形心主慣性矩。

（4）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

拉壓桿的應(yīng)力；材料拉壓時的力學(xué)性質(zhì)；許用應(yīng)力，安全系數(shù)，強(qiáng)度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,強(qiáng)度條件；梁的彎曲正應(yīng)力；梁的彎曲切應(yīng)力；梁的強(qiáng)度條件；梁的合理強(qiáng)度設(shè)計；斜彎曲；彎拉（壓）組合與截面核心。

（5）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉(zhuǎn)變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件；簡單超靜定問題。

（6）應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析

應(yīng)力狀態(tài)的概念。主應(yīng)力與主平面。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析－解析法與圖解法。三向應(yīng)力圓，最大剪應(yīng)力。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)變分析。

廣義胡克定律。三個彈性常數(shù)E、G、間的關(guān)系。體積應(yīng)變。復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的比能。體積改變與形狀改變比能。

（7）強(qiáng)度理論及其應(yīng)用

強(qiáng)度理論的概念。四種常用的強(qiáng)度理論及其應(yīng)用。相當(dāng)應(yīng)力。

（8）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應(yīng)力的歐拉公式及其適用范圍。直線型與拋物線型經(jīng)驗公式。臨界應(yīng)力總圖。壓桿的穩(wěn)定性計算。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

（9）能量方法

桿件應(yīng)變能的計算?？ㄊ隙ɡ砘蚰獱柖ɡ砑捌鋺?yīng)用。功的互等定理與位移互等定理。超靜定結(jié)構(gòu)的概念與實例。用能量方法求解簡單超靜定問題（包括桁架、剛架、曲桿）。對稱性與反對稱性的利用。

（10）動載荷

概述?？紤]慣性力時構(gòu)件的應(yīng)力計算。受沖擊時構(gòu)件的應(yīng)力和變形。

（11）疲勞與斷裂

概述；循環(huán)特征、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力；疲勞破壞的概念；材料的持久極限及其曲線；影響持久極限的因素；*對稱循環(huán)應(yīng)力下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計算簡介。

（12）＊扭轉(zhuǎn)與彎曲的幾個補(bǔ)充問題

矩形截面桿的扭轉(zhuǎn)。薄壁桿件的自由扭轉(zhuǎn)。非對稱彎曲正應(yīng)力簡介。彎曲中心的概念。

注：帶“*”號的內(nèi)容屬于教師選講的內(nèi)容。

三、實驗內(nèi)容

拉伸與壓縮實驗，扭轉(zhuǎn)實驗，彈性模量E的測定實驗，彎曲正應(yīng)力實驗，主應(yīng)力實驗，可變支座梁實驗或薄壁梁實驗。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為80學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、錄像課、CAI教學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“材料力學(xué)B”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）緒論和基本概念

2

2

（二）桿件的內(nèi)力分析

7

7

3

（三）截面圖形的幾何性質(zhì)

2

2

1

（四）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

22

16

6

5

（五）桿件的變形與剛度計算

6

6

2

（六）應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)分析

7

7

2

（七）強(qiáng)度理論及其應(yīng)用

7

5

2

2

（八）壓桿穩(wěn)定

4

4

2

（九）能量方法

7

7

3

（十）動載荷

4

3

1

1

（十一）疲勞與斷裂

4

3

1

1

（十二）扭轉(zhuǎn)與彎曲的幾個補(bǔ)充問題

3

3

1

機(jī)動

5

5

總計

80

70

10

23

五、選用教材及主要參考書

1．使用教材：

[1]李學(xué)罡，蔡明兮．材料力學(xué)[M]．吉林:吉林科技出版社，2005

[2]徐飛鴻．材料力學(xué)實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]孫訓(xùn)方．材料力學(xué)（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[2]劉鴻文．材料力學(xué)（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[3]單輝祖．材料力學(xué)（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1999

[4][蘇]別遼耶夫，材料力學(xué)[M]．王光遠(yuǎn)等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5][蘇]Β.И.費(fèi)奧多謝夫，材料力學(xué)[M]．趙九江等譯．北京：高等教育出版社，1995

[6]范欽珊．工程力學(xué)教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

（制訂人：李學(xué)罡審核人：喻小明批準(zhǔn)人：王桂堯）

“彈性力學(xué)A”教學(xué)大綱

ElasticMechanicsA

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：80/4.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程力學(xué)專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程力學(xué)專業(yè)本科學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是工程力學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)課程，必修。彈性力學(xué)主要研究彈性體由于受外力的作用或溫度改變等原因而發(fā)生的應(yīng)力、形變和位移。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)后，不僅要掌握彈性力學(xué)的基本概念、基本理論及課程的理論框架，而且還應(yīng)掌握其分析方法和思路，并能運(yùn)用其分析簡單結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在彈性階段的應(yīng)力、形變和位移。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、制圖、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)。

2．后續(xù)課程：塑性力學(xué)、計算力學(xué)、振動力學(xué)等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以面授為主，加強(qiáng)自學(xué)引導(dǎo)，重視培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

2．重點(diǎn)和難點(diǎn)：

重點(diǎn)：彈性力學(xué)的基本概念。

彈性力學(xué)平面問題基本理論及解答。

彈性力學(xué)空間問題基本理論及解答。

薄板的小撓度彎曲問題及經(jīng)典解法。

難點(diǎn)：彈性力學(xué)空間問題基本理論及解答。薄板的小撓度彎曲問題及經(jīng)典解法。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并參考課堂討論，平時作業(yè)和聽課情況。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）緒論（掌握）

彈性力學(xué)中的幾個基本概念和基本假設(shè)。

（二）應(yīng)力與應(yīng)變分析（掌握）

空間應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)分析。

（三）彈性力學(xué)平面問題的基本理論（掌握）

平面問題的分類，基本方程及定解條件，按位移求解，按應(yīng)力求解及應(yīng)力函數(shù)的引用，解的唯一性，圣維南原理。

（四）彈性力學(xué)平面問題的直角坐標(biāo)解答（掌握）

多項式解答（矩形梁的純彎曲、簡支梁受均布載荷、楔形體受重力和液壓力）。

（五）彈性力學(xué)平面問題的極坐標(biāo)解答（掌握）

基本方程，應(yīng)力軸對稱分布及位移計算，圓板及環(huán)板徑向受均布壓力，圓孔周邊的應(yīng)力集中問題，楔形體，半無限平面體有面力作用。

（六）彈性力學(xué)溫度應(yīng)力的平面問題（掌握）

基本方程，按位移求解溫度應(yīng)力的平面問題，位移勢函數(shù)的引用，用極坐標(biāo)求解問題，圓環(huán)和圓筒的軸對稱溫度應(yīng)力，楔形壩體中的溫度應(yīng)力。

（七）彈性力學(xué)空間問題的基本理論（掌握）

基本方程及邊界條件，軸對稱及球?qū)ΨQ基本方程。

（八）彈性力學(xué)空間問題的解答（了解）

按位移求解，半空間體受重力及均布壓力作用，空心球體受均勻壓力，位移勢函數(shù)，拉甫位移函數(shù)及伽遼金位移函數(shù)。

（九）變分法（了解）

彈性體的形變勢能。位移變分方程，位移變分法，位移變分法應(yīng)用于平面問題。應(yīng)力變分方程，應(yīng)力變分法，應(yīng)力變分法應(yīng)用于平面問題。

（十）薄板的小撓度彎曲問題及其經(jīng)典解法（掌握）

有關(guān)概念及計算假定。彈性曲面的微分方程。薄板橫截面上的內(nèi)力及應(yīng)力，邊界條件。扭矩的等效剪力。簡單例題。簡支邊矩形薄板的納維葉解法。矩形薄板的李維解法及一般解法。圓形薄板的彎曲，圓形薄板的軸對稱彎曲，圓形薄板在靜水壓力下的彎曲。

（十一）變分法解薄板的小撓度彎曲問題（掌握）

瑞次法的應(yīng)用。瑞次法應(yīng)用舉例。伽遼金法的應(yīng)用。伽遼金法應(yīng)用舉例。

（十二）薄板的振動問題（掌握）

薄板的自由振動，矩形薄板的自由振動，圓形薄板的自由振動。

（十三）薄板的穩(wěn)定問題（掌握）

薄板受縱橫載荷的共同作用。薄板的壓曲，四邊簡支的矩形薄板在均布壓力下的壓曲，兩對邊簡支的矩形薄板在均布壓力下的壓曲，圓形薄板的壓曲。

（十四）殼體的一般理論（了解）

曲線坐標(biāo)與正交曲線坐標(biāo)，正交曲線坐標(biāo)中的彈性力學(xué)幾何方程。關(guān)于殼體的一些概念，殼體的正交曲線坐標(biāo)，殼體的幾何方程，殼體的內(nèi)力及物理方程，殼體的平衡微分方程，殼體的邊界條件。

三、實驗內(nèi)容

本課程無實驗。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為80學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括:課堂教學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等，其學(xué)時分配見下表：

“彈性力學(xué)A”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）緒論

2

2

（二）應(yīng)力與應(yīng)變分析

6

6

2

（三）彈性力學(xué)平面問題的基本理論

10

10

4

（四）彈性力學(xué)平面問題的直角坐標(biāo)解答

6

6

3

（五）彈性力學(xué)平面問題的極坐標(biāo)解答

8

8

3

（六）彈性力學(xué)溫度應(yīng)力的平面問題

8

8

4

（七）彈性力學(xué)空間問題的基本理論

2

2

2

（八）彈性力學(xué)空間問題的解答

4

4

2

（九）變分法

8

8

4

（十）薄板的小撓度彎曲問題及其經(jīng)典解法

10

10

4

（十一）變分法解薄板的小撓度彎曲問題

4

4

2

（十二）薄板的振動問題

4

4

2

（十三）薄板的穩(wěn)定問題

4

4

2

（十四）殼體的一般理論

2

2

2

機(jī)動

2

2

總計

80

80

36

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材

徐芝綸.彈性力學(xué)（上、下冊）[M].北京:高等教育出版社，1978

2．主要參考書

[1]楊桂通.彈性力學(xué)[M]．北京:高等教育出版社，1998

[2]陸明萬,羅學(xué)富.彈性理論基礎(chǔ)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1990

[3]黃炎.彈性薄板理論[M].長沙：國防科技大學(xué)出版社，1992

[4]王仲仁,苑世劍,胡連喜.彈性與塑性力學(xué)基礎(chǔ)[M]．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997

（制訂人：楊端生審核人：李學(xué)罡批準(zhǔn)人：王桂堯）

“彈性力學(xué)B”教學(xué)大綱

ElasticMechanicsB

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：34/2

一、大綱說明

本大綱根據(jù)土建類專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

土建類本科學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是土建類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。

通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握彈性力學(xué)的基本理論和基本分析方法。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用彈性力學(xué)理論解決實際工程問題的能力。要求學(xué)生對工程實際中的彈性力學(xué)問題，能正確區(qū)分空間問題和平面問題，平面應(yīng)力與平面應(yīng)變問題。對于簡單的平面問題，能建立合理的力學(xué)模型，能熟練應(yīng)用應(yīng)力函數(shù)求解彈性平面問題的應(yīng)力、應(yīng)變與位移，并對結(jié)構(gòu)的受力狀況做出合理的分析與評價。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：

材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)。

2．后續(xù)課程：

土力學(xué)等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式

主要采取課堂講授的教學(xué)方式，同時加強(qiáng)課外輔導(dǎo)答疑，并有一定數(shù)量的課外作業(yè)。

2．重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)內(nèi)容：體力、面力、應(yīng)力、形變、位移、邊界條件等基本概念；平衡微分方程，幾何方程，物理方程，應(yīng)力函數(shù)；平面問題的直角坐標(biāo)解答；平面問題的極坐標(biāo)解答；平面問題的數(shù)值解法等。

難點(diǎn)內(nèi)容：圣維南原理的應(yīng)用與邊界條件的建立；半逆解法中應(yīng)力函數(shù)的選取與待定系數(shù)的確定；差分法與位移變分方程等。

（五）考核方式

考查，采用閉卷筆試，并結(jié)合平時作業(yè)和聽課情況等評定總成績。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）緒論

彈性力學(xué)的研究對象與任務(wù)；本課程與其它課程及專業(yè)培養(yǎng)方面的關(guān)系；彈性力學(xué)的基本假定，體力、面力、應(yīng)力、應(yīng)變、位移等概念。

（二）平面問題的基本理論

空間問題與平面問題；平面應(yīng)力與平面應(yīng)變問題；平衡微分方程；幾何方程，剛體位移；物理方程；邊界條件，圣維南原理；位移法求解平面問題，應(yīng)力法求解平面問題；相容方程，常體力下的簡化，應(yīng)力函數(shù)。

（三）直角坐標(biāo)系下求解平面問題

逆解法與半逆解法，多項式解答，矩形梁的純彎曲，求位移分量，簡支梁受均布荷載，契形體受重力和液壓作用。

（四）極坐標(biāo)系下求解平面問題

極坐標(biāo)系下的平衡微分方程，幾何方程，物理方程，應(yīng)力函數(shù)與相容方程；應(yīng)力分量的坐標(biāo)變換式；軸對稱問題，厚壁圓筒受均布荷載作用；壓力遂洞；圓孔孔邊的應(yīng)力集中；半平面體邊界上受力時的應(yīng)力與位稱解答。

（五）用差分法和變分法解平面問題

差分公式的推導(dǎo)，應(yīng)力函數(shù)的差分解，彈性體的形變勢能與外力勢能，位移變分方程，位移變分法。

三、實驗內(nèi)容

無。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時分配

本課程總學(xué)時為34學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)，課外輔導(dǎo)答疑與課外作業(yè)等，學(xué)時分配見下表。

“彈性力學(xué)B”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

緒論

2

2

2

平面問題基本理論

8

8

4

直角坐標(biāo)下解平面問題

8

8

4

極坐標(biāo)下解平面問題

8

8

4

差分法與變分法解平面問題

6

6

4

測驗

2

2

總學(xué)時

34

34

18

注：其他欄是指包括課堂討論、案例教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)等教學(xué)方式。

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

徐芝綸．彈性力學(xué)簡明教程．第3版．高等教育出版社，2002

2．主要參考書

[1]王潤富．彈性力學(xué)簡明教程學(xué)習(xí)指導(dǎo)．高等教育出版社，2004

[2]吳家龍．彈性力學(xué)．同濟(jì)大學(xué)出版社，1987

（制訂人：唐雪松審核人：肖勇剛批準(zhǔn)人：王桂堯）

“斷裂力學(xué)”教學(xué)大綱

FractureMechanics

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：26/1.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程力學(xué)專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程力學(xué)、土木等本科專業(yè)三年級學(xué)生（選修）。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是工程力學(xué)專業(yè)的專業(yè)課程，選修。

通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生能夠利用復(fù)變函數(shù)及彈性力學(xué)的手段，掌握線彈性斷裂力學(xué)部分的嚴(yán)密理論推導(dǎo)。了解彈塑性斷裂力學(xué)的J積分及COD的有關(guān)理論。了解斷裂力學(xué)在工程中（諸如缺陷評定、疲勞壽命估計、抗斷裂設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)安全分析等）的應(yīng)用。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

先修課程：高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、計算力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)。

后續(xù)課程：無。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式。

以面授為主，督促自學(xué)，重視對學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。適當(dāng)參觀了解工程實際中存在的斷裂問題。

2．重點(diǎn)和難點(diǎn)。

重點(diǎn)：裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力場，應(yīng)力強(qiáng)度因子K的計算、斷裂判據(jù)。

難點(diǎn)：能量釋放率、J積分、COD。

（五）考核方式

課程結(jié)束時進(jìn)行口試，根據(jù)平時成績（學(xué)生平時作業(yè)和測驗成績）和口試成績綜合評定課程成績。

二、教學(xué)內(nèi)容

第一部分線彈性斷裂力學(xué)

（一）復(fù)變函數(shù)方法及彈性力學(xué)簡介

掌握復(fù)變函數(shù)基本知識、回顧彈性力學(xué)平面問題的簡化和基本方程、協(xié)調(diào)方程、應(yīng)力函數(shù)。

（二）線彈性斷裂力學(xué)理論

掌握裂紋的基本類型定性了解裂紋對強(qiáng)度影響的原因。掌握彈性力學(xué)平面問題的復(fù)變函數(shù)求解方法，包括Westergaard應(yīng)力函數(shù)和Muskhelishvili應(yīng)力函數(shù)。

（三）確定應(yīng)力強(qiáng)度因子的主要方法

掌握幾種常見問題的應(yīng)力強(qiáng)度因子解析法求解、掌握應(yīng)力強(qiáng)度因子數(shù)值法求解的原理和了解其中幾種常見方法。

（四）斷裂力學(xué)的能量方法

掌握能量釋放率，了解Griffith理論和Irwin-Orowan理論。

（五）斷裂判據(jù)及應(yīng)用

掌握最大周向應(yīng)力理論、能量釋放率理論的基本假設(shè)和基本原理應(yīng)變能密度因子理論的基本假設(shè)和基本原理，了解工程應(yīng)用的復(fù)合型裂紋的斷裂準(zhǔn)則。

第二部分彈塑性斷裂力學(xué)

（六）J積分

了解J積分的理論基本概念。

（七）COD方法

了解COD理論的基本概念。

三、實驗內(nèi)容

無。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總計26學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，課外輔導(dǎo)等，其學(xué)時分配見下表。

“斷裂力學(xué)”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

第一部分線彈性斷裂力學(xué)

復(fù)變函數(shù)方法及彈性力學(xué)簡介

3

3

2

線彈性斷裂力學(xué)理論

8

8

2

確定應(yīng)力強(qiáng)度因子的主要方法

2

2

2

能量釋放率

2

2

2

斷裂判據(jù)（含混合型裂紋）及應(yīng)用

5

5

2

第二部分彈塑性斷裂力學(xué)

J積分

4

4

2

COD方法

2

2

2

總計

26

26

14

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

丁遂棟．?dāng)嗔蚜W(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997

2．主要參考書：

[1]高慶．工程斷裂力學(xué)[M]．重慶:重慶大學(xué)出版社,1986

[2]沈成康．?dāng)嗔蚜W(xué)[M]．上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1996

[3]陸毅中．工程斷裂力學(xué)[M]．西安:西安交通大學(xué)出版社,1987

[4]李慶芬．?dāng)嗔蚜W(xué)及其工程應(yīng)用[M]．哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,1998

（制訂人：趙冰審核人：李學(xué)罡批準(zhǔn)人：王桂堯）

“分析力學(xué)”教學(xué)大綱

AnalyticalMechanics

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：26/1.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程力學(xué)專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程力學(xué)專業(yè)本科生。

（二）教學(xué)目的與要求

分析力學(xué)是理論力學(xué)的一個分支，它通過用廣義坐標(biāo)為描述質(zhì)點(diǎn)系的變數(shù)，以牛頓運(yùn)動定律為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)學(xué)分析的方法，研究宏觀現(xiàn)象中的力學(xué)問題。流體的力學(xué)性質(zhì)、流體力學(xué)的基本概念和觀點(diǎn)、基礎(chǔ)理論和常用分析方法、有關(guān)的工程應(yīng)用知識等。

通過對《分析力學(xué)》的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握處理問題時以整個力學(xué)系統(tǒng)作為對象，用廣義坐標(biāo)來描述整個力學(xué)系統(tǒng)的位形，著眼于能量概念，在力學(xué)系統(tǒng)受到理想約束時，可在不考慮約束力的情況下來解決系統(tǒng)的運(yùn)動問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生抽象的分析方法，在解決復(fù)雜的力學(xué)問題的能力。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、理論力學(xué)。

2．后續(xù)課程：計算力學(xué)。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：講授。

2．重點(diǎn)和難點(diǎn)。

重點(diǎn)：虛位移原理、拉格朗日第二類方程。

難點(diǎn)：哈密頓原理、哈密頓正則方程。

（五）考核方式

筆試（期末考試90％、平時成績10％）

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）分析力學(xué)的基本概念

1．分析力學(xué)的研究對象，約束。

2．廣義坐標(biāo)，自由度。

3．位形空間，狀態(tài)空間，相空間。

4．虛位移，虛速度。

（二）虛位移原理和達(dá)朗伯原理

1．虛位移原理。

2．用廣義力表示的虛位移原理。

3．質(zhì)點(diǎn)系在有勢力作用下的平衡問題。

4．達(dá)朗伯原理。

5．慣性力系的簡化。

（三）動力學(xué)方程的三種基本形式

1．虛功形式的動力學(xué)方程——動力學(xué)普遍方程。

2．虛功率形式的動力學(xué)方程。

3．高斯形式的動力學(xué)方程。

（四）高斯最小拘束原理

1．高斯最小拘束原理。

2．拘束的物理意義。

（五）哈密頓原理

1．哈密頓原理。

2．哈密頓原理在連續(xù)體動力學(xué)中的應(yīng)用。

（六）拉格朗日第二類方程

1．動能的廣義坐標(biāo)表達(dá)式。

2．拉格朗日第二類方程。

3．拉格朗日方程的首次積分。

4．拉格朗日方程的降維法——羅斯方程和惠特克方程。

5．耗散系統(tǒng)。

（七）哈密頓正則方程

1．哈密頓正則方程。

2．哈密頓正則方程的首次積分。

3．泊松括號泊松定理。

4．正則變換。

5．用拉格朗日括號和泊松括號判別正則變換。

6．哈密頓——雅可比方程。

7．變量的分離。

三、實驗內(nèi)容

無。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總計26學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，謁外輔導(dǎo)等，其學(xué)時分配見下表。

“分析力學(xué)”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

分析力學(xué)的基本概念

4

4

2

虛位移原理和達(dá)朗伯原理

6

6

3

動力學(xué)方程的三種基本形式

4

4

2

高斯最小拘束原理

2

2

1

哈密頓原理

2

2

1

拉格朗日第二類方程

4

4

2

哈密頓正則方程

4

4

2

合計

26

26

13

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

葉敏，肖龍翔．分析力學(xué)．天津：天津大學(xué)出版社，2000

2．主要參考書：

[1]汪家禾．分析力學(xué)．北京：高等教育出版社，1983

[2]談開孚．分析力學(xué)．黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999

[3]許慶余，吳惠中．分析力學(xué)．北京：高等教育出版社，1992

（制訂人：蔡明兮審核人：李學(xué)罡批準(zhǔn)人：王桂堯）

“復(fù)合材料力學(xué)”教學(xué)大綱

MechanicsofCompositeMaterials

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：26/1.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程力學(xué)專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程力學(xué)、土木類、機(jī)械類和材料等專業(yè)本科三年級學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是工程力學(xué)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)課程和選修課程。

通過本課程的教學(xué)，達(dá)到使學(xué)生對復(fù)合材料及復(fù)合材料力學(xué)的基本問題、基本概念和基本方法有較明確的認(rèn)識的目的。

要求了解有關(guān)復(fù)合材料及其力學(xué)的基本情況，掌握復(fù)合材料單層板和層合板的剛度、柔度及本構(gòu)關(guān)系。掌握復(fù)合材料的強(qiáng)度理論和方法。了解和掌握復(fù)合材料的宏觀力學(xué)、細(xì)觀力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)分析方法。了解和掌握復(fù)合材料的濕熱效應(yīng)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、板殼理論等等。

2．后續(xù)課程：無。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：理論授課（24學(xué)時），實驗（2學(xué)時）。

2．重點(diǎn)和難點(diǎn)。

重點(diǎn)：復(fù)合材料的定義、分類、構(gòu)造和制造方法，各向異性彈性力學(xué)基礎(chǔ)，單層板剛度和強(qiáng)度的宏細(xì)觀力學(xué)分析方法，層合板的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性的分析方法。

難點(diǎn)：各向異性彈性體的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系，正交各向異性單層板的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系，復(fù)合材料強(qiáng)度理論，層合板的剛度，層合板和強(qiáng)度分析，層合板的屈曲分析。

（五）考核方式

考查。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）復(fù)合材料概論（2學(xué)時）

1．復(fù)合材料的定義與分類（了解）；

2．復(fù)合材料的構(gòu)造及制法（了解）；

3．復(fù)合材料的力學(xué)分析方法（了解）；

4．復(fù)合材料的力學(xué)性能（了解）；

5．復(fù)合材料的各種應(yīng)用（了解）。

（二）各向異性彈性力學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時）

1．各向異性彈性力學(xué)基本方程（掌握）；

2．各向異性彈性體的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系（掌握）；

3．正交各向異性材料的工程彈性常數(shù)（掌握）。

（三）單層板的剛度分析（4學(xué)時）

1．含濕熱變形的剛度宏觀力學(xué)分析方法（掌握）；

2．單層板剛度細(xì)觀力學(xué)分析方法（掌握）。

（四）單層板的強(qiáng)度分析（4學(xué)時）

1．單層板強(qiáng)度宏觀力學(xué)分析方法（掌握）；

2．單層板強(qiáng)度細(xì)觀力學(xué)分析方法（掌握）。

（五）層合板的剛度分析（3學(xué)時）

1．考慮濕熱變形的層合板剛度關(guān)系（深入了解）；

2．幾種典型層合板的剛度計算（掌握）。

（六）層合板的強(qiáng)度分析（3學(xué)時）

1．考慮濕熱變形的層合板應(yīng)力分析（掌握）；

2．考慮濕熱變形的層合板強(qiáng)度分析（深入了解）。

（七）層合板的穩(wěn)定性分析（4學(xué)時）

1．層合平板的彎曲（掌握）；

2．層合平板的屈曲（掌握）。

3．層合平板的振動（了解）。

三、實驗內(nèi)容

單層復(fù)合材料工程常數(shù)的測定。具體要求由力學(xué)實驗室給出。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)及學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為26學(xué)時，其中課堂講授（24學(xué)時）、實驗（2學(xué)時），輔導(dǎo)答疑12學(xué)時，其學(xué)時分配見下表。

“復(fù)合材料力學(xué)”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）

2

2

1

（二）

4

4

2

（三）

4

4

2

（四）

4

4

2

（五）

3

3

1.5

（六）

3

3

1.5

續(xù)表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)/

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（七）

4

4

2

實驗

2

2

總計

26

24

2

12

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：沈觀林．復(fù)合材料力學(xué)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，Springer，2006

2．主要參考書：

[1]張少實．復(fù)合材料與粘彈性力學(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005

[2][美]RM瓊斯．復(fù)合材料力學(xué)[M]．朱頤齡等譯．上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981

[3]J.N．Reddy．MechanicsofLaminatedCompositePlatesandShells[M]．CRCPRESS,2004

[4]劉錫禮．復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社

，1984

[5]李順林．復(fù)合材料力學(xué)引論[M]．上海

：上海交通大學(xué)出版社，1986

[6]張振瀛．復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)[M]．北京：航空工業(yè)出版社

，1989

[7]蔣詠秋．復(fù)合材料力學(xué)[M]．西安：西安交通大學(xué)出版社，1993

[8]王士杰．復(fù)合材料力學(xué)引論[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，1987

[9]王興業(yè)．復(fù)合材料力學(xué)分析與設(shè)計[M]．長沙：國防科技大學(xué)出版社，1999

[10]王震嗚

．復(fù)合材料力學(xué)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991

[11]霍斯金;B.C.．復(fù)合材料原理及其應(yīng)用[M]．北京：科學(xué)出版社，1992

（制訂人：胡浩審核人：李學(xué)罡批準(zhǔn)人：王桂堯）

“工程力學(xué)A”教學(xué)大綱

EngineeringMechanics（A）

課程編號：學(xué)時／學(xué)分：80/4.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)給排水工程專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

給排水工程專業(yè)二年級本科學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是排水工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，必修。

通過工程力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對剛體系統(tǒng)的平衡、桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識，比較熟練的計算能力，一定的分析能力和初步的實驗?zāi)芰?，為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎(chǔ)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、土木工程制圖、大學(xué)物理、物理實驗等。

2．后續(xù)課程：水力學(xué)、給排水物理化學(xué)、建筑給排水工程、給排水工程施工等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以課堂講授為主，以實驗教學(xué)、工程力學(xué)CAI教學(xué)、課堂討論、課外輔導(dǎo)為輔。

2．重點(diǎn)內(nèi)容：

物體受力分析和受力圖；力系簡化結(jié)果；力系的平衡方程及應(yīng)用。

應(yīng)力和應(yīng)變的概念。四種基本變形下桿的應(yīng)力與強(qiáng)度計算、變形與剛度計算。應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論。組合變形下桿件的強(qiáng)度計算。壓桿的穩(wěn)定性計算。

3．難點(diǎn)內(nèi)容：

空間力系的簡化理論及簡化結(jié)果，物體系的平衡條件與平衡方程及應(yīng)用解題。

應(yīng)力與應(yīng)變概念。應(yīng)力集中概念。圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。梁的彎曲正應(yīng)力和切應(yīng)力。平面應(yīng)力狀態(tài)分析。組合變形桿件強(qiáng)度計算。壓桿穩(wěn)定性計算。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結(jié)合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學(xué)內(nèi)容

1．靜力學(xué)基礎(chǔ)

靜力學(xué)概念；靜力學(xué)公理；力在軸上投影；力的分解；力對點(diǎn)的矩，力對軸的矩；力偶和力偶矩；約束與約束反力、受力分析和受力圖。

2．力系簡化理論

力線平移定理，主矢和主矩；空間任意力系的簡化結(jié)果。

3．力系的平衡

各種力系的平衡條件與平衡方程及其應(yīng)用。

4．剛體靜力學(xué)專門問題

平面桁架的概念，計算桁架內(nèi)力的節(jié)點(diǎn)法和截面法；摩擦和考慮摩擦的平衡問題。

5．材料力學(xué)基本概念

材料力學(xué)的任務(wù)和研究對象；變形固體的基本假設(shè)；截面法，內(nèi)力、位移、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的概念；桿件變形的基本形式。

6．桿件的內(nèi)力分析

桿件的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。平面剛架、平面曲桿的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。剪力、彎矩與載荷集度間的關(guān)系及其應(yīng)用。

7．截面圖形的幾何性質(zhì)

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積，慣性半徑；平行移軸公式；轉(zhuǎn)軸公式簡介；主慣性軸與形心主慣性軸；主慣性矩與形心主慣性矩。

8．桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

拉壓桿的應(yīng)力；材料拉壓時的力學(xué)性質(zhì)；許用應(yīng)力，安全系數(shù)，強(qiáng)度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，強(qiáng)度條件；梁的彎曲正應(yīng)力；梁的彎曲切應(yīng)力；梁的強(qiáng)度條件；梁的合理強(qiáng)度設(shè)計。

9．桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉(zhuǎn)變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件；簡單超靜定問題。

10．應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論

應(yīng)力狀態(tài)的概念。主應(yīng)力與主平面。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析。三向應(yīng)力圓簡介，最大切應(yīng)力。廣義胡克定律及其應(yīng)用。

強(qiáng)度理論的概念。四種常用的強(qiáng)度理論及其應(yīng)用簡介。

11．組合變形

斜彎曲；彎拉（壓）組合；彎扭組合。

12．壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應(yīng)力的歐拉公式及其適用范圍。直線型經(jīng)驗公式。臨界應(yīng)力總圖。壓桿的穩(wěn)定性計算。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

三、實驗內(nèi)容

拉伸與壓縮實驗，彎曲正應(yīng)力實驗。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為80學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“工程力學(xué)A”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）靜力學(xué)基礎(chǔ)

6

6

1

（二）力系簡化理論

4

4

1

（三）力系的平衡

8

8

3

（四）剛體靜力學(xué)專門問題

4

4

1

（五）材料力學(xué)基本概念

2

2

0.5

（六）桿件的內(nèi)力分析

8

8

2

（七）截面圖形的幾何性質(zhì)

2

2

0.5

（八）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

17

13

4

4

（九）桿件的變形與剛度計算

8

8

2

（十）應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論

8

8

2

（十一）組合變形

5

5

2

（十二）壓桿穩(wěn)定

4

4

1

機(jī)動

4

4

總計

80

76

4

20

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

[1]羅迎社，喻小明．工程力學(xué)[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2006

[2]徐飛鴻等．材料力學(xué)實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]單輝祖，謝傳鋒．工程力學(xué)[M]．北京：高等教育出版社，2004

[2]范欽珊．工程力學(xué)教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）（

=3\*ROMAN

III

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

[3]孫訓(xùn)方．材料力學(xué)（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[4][蘇]別遼耶夫．材料力學(xué)[M]．王光遠(yuǎn)等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室．理論力學(xué)（Ⅰ）[M]．第六版．北京：高等教育出版社，2002

（制訂人：李學(xué)罡審核人：喻小明批準(zhǔn)人：王桂堯）

“工程力學(xué)B（二）”教學(xué)大綱

EngineeringMechanicsB（2）

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：42/2.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程管理專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程管理專業(yè)二年級本科學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是工程管理專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，必修。

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識，一定的分析能力和計算能力，初步的實驗?zāi)芰?，為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎(chǔ)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、工程制圖、大學(xué)物理、工程力學(xué)B（一）等

2．后續(xù)課程：工程結(jié)構(gòu)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、建筑材料、橋梁工程等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以課堂講授為主，以實驗教學(xué)、課堂討論、課外輔導(dǎo)為輔。

2．重點(diǎn)內(nèi)容：

應(yīng)力和應(yīng)變的概念；四種基本變形下桿的應(yīng)力與強(qiáng)度計算、變形與剛度計算；應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論的概念；組合變形下桿件的強(qiáng)度計算；壓桿的穩(wěn)定性概念。

3．難點(diǎn)內(nèi)容：

應(yīng)力與應(yīng)變的概念；應(yīng)力集中的概念；圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力；梁的彎曲正應(yīng)力和切應(yīng)力；組合變形下桿件的強(qiáng)度計算；壓桿穩(wěn)定性概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結(jié)合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）緒論與基本概念

材料力學(xué)的任務(wù)和研究對象；變形固體的基本假設(shè)；截面法，內(nèi)力、位移、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的概念；桿件變形的基本形式。

（二）桿件的內(nèi)力分析

桿件的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。梁的剪力、彎矩與載荷集度間的關(guān)系及其應(yīng)用。

（三）截面圖形的幾何性質(zhì)

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積，慣性半徑；平行移軸公式；主慣性軸與形心主慣性軸的概念，主慣性矩與形心主慣性矩的概念。

（四）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

拉壓桿的應(yīng)力；材料拉壓時的力學(xué)性質(zhì)；許用應(yīng)力，安全系數(shù)，強(qiáng)度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，強(qiáng)度條件；梁的彎曲正應(yīng)力；梁的彎曲切應(yīng)力；梁的強(qiáng)度條件。

（五）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉(zhuǎn)變形，剛度條件；用積分法和疊加法求梁的彎曲變形，剛度條件。

（六）應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論

應(yīng)力狀態(tài)的概念，主應(yīng)力與主平面；平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析；最大切應(yīng)力；廣義胡克定律簡介。

強(qiáng)度理論的概念；四種常用的強(qiáng)度理論簡介。

（七）組合變形

斜彎曲；彎拉（壓）組合；彎扭組合變形。

（八）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應(yīng)力的歐拉公式及其適用范圍。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

三、實驗內(nèi)容

拉伸與壓縮實驗。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為42學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“工程力學(xué)B（二）”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）緒論與基本概念

2

2

0.5

（二）桿件的內(nèi)力分析

6

6

2

（三）截面圖形的幾何性質(zhì)

2

2

0.5

（四）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

10

8

2

4

（五）桿件的變形與剛度計算

6

6

2

（六）應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論

6

6

2

（七）組合變形

4

4

2

（八）壓桿穩(wěn)定

4

4

1

機(jī)動

2

2

總計

42

40

2

14

五、選用教材及主要參考書

1．使用教材：

[1]李學(xué)罡，蔡明兮．材料力學(xué)[M]．吉林：吉林科技出版社，2005

[2]徐飛鴻．材料力學(xué)實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]單輝祖，謝傳鋒．工程力學(xué)[M]．北京：高等教育出版社，2004

[2]范欽珊．工程力學(xué)教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）（

=3\*ROMAN

III

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

[3]孫訓(xùn)方．材料力學(xué)（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[4][蘇]別遼耶夫．材料力學(xué)[M]．王光遠(yuǎn)等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5][蘇]Β.И.費(fèi)奧多謝夫．材料力學(xué)[M]趙九江等譯．．北京：高等教育出版社，1995

（制訂人：李學(xué)罡審核人：喻小明批準(zhǔn)人：王桂堯）

“工程力學(xué)B（一）”教學(xué)大綱

EngineeringMechanicsB（一）

課程編號：學(xué)時／學(xué)分：42/2.5

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工程管理等專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程管理等專業(yè)本科學(xué)生。

（二）課程性質(zhì)及教學(xué)目的與要求

本課程是工程管理等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，為必修課。

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動的一般規(guī)律及其研究方法；初步學(xué)會運(yùn)用這些理論和方法把工程結(jié)構(gòu)抽象為理論力學(xué)模型并分析解決實際問題。為學(xué)習(xí)一系列后續(xù)課程和有關(guān)的專業(yè)技術(shù)課打好必備基礎(chǔ)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．主要先修課程：高等數(shù)學(xué)、畫法幾何與工程制圖、大學(xué)物理、物理實驗等。

2．主要后續(xù)課程：工程力學(xué)B（二）、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈塑性力學(xué)、工程管理等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)、難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以課堂教學(xué)為主，結(jié)合模型、多媒體教學(xué)；同時加強(qiáng)自學(xué)引導(dǎo)，重視學(xué)生自學(xué)能力和分析問題的能力的培養(yǎng)。

2．重點(diǎn)與難點(diǎn)。

重點(diǎn)內(nèi)容：

物體受力分析；力系簡化理論；力系的平衡問題求解。

研究點(diǎn)的運(yùn)動的自然法；剛體的平動與定軸轉(zhuǎn)動；剛體平面運(yùn)動，求圖形內(nèi)各點(diǎn)速度的三種方法；點(diǎn)速度合成定理。

動量定理與質(zhì)心運(yùn)動定理；動量矩定理；動能定理；動力學(xué)普通定理的綜合應(yīng)用。

難點(diǎn)內(nèi)容：

畫受力圖，力系簡化理論，物體系平衡問題求解；剛體平面運(yùn)動求速度，牽連速度，點(diǎn)的速度合成定理及應(yīng)用；動量定理與動理矩定理應(yīng)用解題，三大定理綜合應(yīng)用。

（五）考核方式

閉卷考試。參考平時作業(yè)、聽課情況和與期末考試綜合評定課程總成績。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）緒論

理論力學(xué)的研究對象；理論力學(xué)的研究方法；理論力學(xué)的內(nèi)容。

（二）靜力學(xué)

1．靜力學(xué)的基本概念和公理。

靜力學(xué)的研究對象，力、平衡、剛體和力學(xué)模型的概念，等效力系和平衡力系。靜力學(xué)公理，約束與約束反力，約束的分類，分離體，受力分析和受力圖。

2．力系簡化理論。

力在軸上投影，力的分解，力對點(diǎn)的矩，力對軸的矩；力偶和力偶矩。力線平移定理，空間任意力系向一點(diǎn)的簡化，主矢和主矩，空間任意力系的簡化結(jié)果，匯交力系、力偶系、平面任意力系、平行力系的簡化方法與簡化結(jié)果。

3．力系的平衡。

各種力系的平衡條件與平衡方程；力系平衡問題的求解；物體系的平衡問題，靜定與超靜定的概念；桁架、理想桁架，計算桁架桿件內(nèi)力的節(jié)點(diǎn)法和截面法；考慮摩擦?xí)r物體和物體系的平衡。

（三）運(yùn)動學(xué)

1．點(diǎn)的運(yùn)動。

運(yùn)動學(xué)研究對象，研究點(diǎn)的運(yùn)動的基本方法：矢徑法、直角坐標(biāo)法、自然法，點(diǎn)的運(yùn)動方程、軌跡方程，速度和加速度（切向加速度與法向加速度）。

2．剛體的基本運(yùn)動。

剛體的平動及其特征，剛體的定軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方程、角速度和角加速度，轉(zhuǎn)動剛體上各點(diǎn)的速度和加速度。

3．剛體的平面運(yùn)動。

剛體平面的運(yùn)動簡化，平面運(yùn)動方程，平面運(yùn)動分解為平動和轉(zhuǎn)動，用基點(diǎn)法求圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度，速度投影定理，速度瞬心法求平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度，平面圖形內(nèi)各點(diǎn)的速度分布，求加速度的用基點(diǎn)法。

4．點(diǎn)的合成運(yùn)動。

合成運(yùn)動的概念；動參考系和定參考系；絕對運(yùn)動、相對運(yùn)動和牽連運(yùn)動及三種速度、加速度；點(diǎn)的速度合成定理。

（四）動力學(xué)

1．動力學(xué)基本定律和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動微分方程。

動力學(xué)的研究對象；動力學(xué)基本定律；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動微分方程的矢量形式、直角坐標(biāo)形式、自然坐標(biāo)形式，質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)的兩類問題。

2．動量定理。

動力學(xué)普遍定理概述；質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動量，力的沖量；質(zhì)點(diǎn)系的動量定理，動量守恒定律；質(zhì)心運(yùn)動定理，質(zhì)心運(yùn)動守恒定律。

3．動量矩定理。

質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動量矩，定軸轉(zhuǎn)動剛體對轉(zhuǎn)軸的動量矩；剛體轉(zhuǎn)動慣量，迴轉(zhuǎn)半徑，平行軸定理；質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)系的動量矩定理，動量矩守恒定律；剛體定軸轉(zhuǎn)動微分方程，質(zhì)點(diǎn)系相對于質(zhì)心的動量矩定理，剛體平面運(yùn)動微分方程；動量定理與動量矩定理聯(lián)合應(yīng)用。

4．動能定理。

力的功，元功，合力的功，重力、彈性力、摩擦力的功，力矩的功，質(zhì)點(diǎn)系的內(nèi)力的功，約束反力的功，理想約束。質(zhì)點(diǎn)系的動能，平動、定軸轉(zhuǎn)動和平面運(yùn)動剛體的動能；質(zhì)點(diǎn)系動能定理；動力學(xué)普通定理的聯(lián)合應(yīng)用。

三、實驗內(nèi)容

無。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為42學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、課堂討論、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“工程力學(xué)B（一）”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）靜力學(xué)的基本概念和公理、物體受力分析

4

4

2

（二）力系簡化理論

4

4

2

（三）力系的平衡

10

8

2

4

課堂討論

（四）點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)

2

2

2

（五）剛體的基本運(yùn)動

2

2

2

（六）剛體的平面運(yùn)動

4

4

2

（七）點(diǎn)的合成運(yùn)動

2

2

2

（八）質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)

2

2

2

（九）動量定理

2

2

2

（十）動量矩定理

4

4

2

（十一）動能定理

4

4

2

機(jī)動

2

2

總計

42

38

4

24

注：其他欄是指包含課堂討論、案例教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)等教學(xué)方式。

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材

[1]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室．理論力學(xué)（Ⅰ、Ⅱ）（M）．第六版．北京：高等教育出版社，2002

[2]劉又文，彭獻(xiàn)．理論力學(xué)（M）．長沙：湖南大學(xué)出版社，2002

2．主要參考書

[1]彭祝．理論力學(xué)（M）．長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1997

[2]謝傳鋒．理論力學(xué)答疑（M）．北京：高等教育出版社．1988

[3]范欽珊．工程力學(xué)教程（M）．北京：高等教育出版社．1998

[4]賈書惠，李萬瓊．理論力學(xué)（M）．北京：高等教育出版社．2002

（制訂人：喻小明審核人：李學(xué)罡批準(zhǔn)人：王桂堯）

“工程力學(xué)C”教學(xué)大綱

EngineeringMechanics（C）

課程編號：學(xué)時/學(xué)分：54/3.0

一、大綱說明

本大綱根據(jù)輕化工程、無機(jī)非金屬材料工程、化學(xué)工程與工藝、化學(xué)化工類環(huán)境工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、熱能與動力工程等專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

輕化工程、無機(jī)非金屬材料工程、化學(xué)工程與工藝、化學(xué)化工類環(huán)境工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、熱能與動力工程等專業(yè)二年級本科學(xué)生。

（二）教學(xué)目的與要求

本課程是輕化工程、無機(jī)非金屬材料工程、化學(xué)工程與工藝、化學(xué)化工類環(huán)境工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、熱能與動力工程等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，必修。

通過工程力學(xué)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對剛體系統(tǒng)的平衡、桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題具有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識，一定的分析能力和計算能力，初步的實驗?zāi)芰Γ瑸閷W(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程打下扎實的基礎(chǔ)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．先修課程：高等數(shù)學(xué)、畫法幾何與機(jī)械制圖、大學(xué)物理、物理實驗等。

2．后續(xù)課程：機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、工程熱力學(xué)、物理化學(xué)等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以課堂講授為主，以實驗教學(xué)、課堂討論、課外輔導(dǎo)為輔。

2．重點(diǎn)內(nèi)容：

物體受力分析和受力圖。力系簡化理論與各種力系的簡化結(jié)果。力系的平衡條件與平衡方程及應(yīng)用解題。

應(yīng)力和應(yīng)變的概念。四種基本變形下桿的應(yīng)力與強(qiáng)度計算、變形與剛度計算。應(yīng)力狀態(tài)與強(qiáng)度理論的概念。組合變形下桿件的強(qiáng)度計算簡介。壓桿的穩(wěn)定性概念。

3．難點(diǎn)內(nèi)容：

物體受力分析和受力圖。力系的簡化理論及簡化結(jié)果。物體系的平衡條件與平衡方程及應(yīng)用解題。

應(yīng)力與應(yīng)變的概念。應(yīng)力集中的概念。圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。梁的彎曲正應(yīng)力和切應(yīng)力。組合變形下桿件的強(qiáng)度計算簡介。壓桿穩(wěn)定性概念。

（五）考核方式

考試。閉卷筆試，并結(jié)合課堂討論、平時作業(yè)、聽課情況及實驗成績綜合評定。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）靜力學(xué)基礎(chǔ)

靜力學(xué)概念；靜力學(xué)公理；力在軸上投影；力的分解；力對點(diǎn)的矩，力對軸的矩；力偶和力偶矩；約束與約束反力、受力分析和受力圖。

（二）力系簡化理論

力線平移定理，主矢和主矩；空間任意力系的簡化結(jié)果。

（三）力系的平衡

平面力系的平衡條件與平衡方程及其應(yīng)用。

（四）材料力學(xué)基本概念

材料力學(xué)的任務(wù)和研究對象；變形固體的基本假設(shè)；截面法，內(nèi)力、位移、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的概念；桿件變形的基本形式。

（五）桿件的內(nèi)力分析

桿件的內(nèi)力方程與內(nèi)力圖。梁的剪力、彎矩與載荷集度間的關(guān)系及其應(yīng)用。

（六）截面圖形的幾何性質(zhì)

靜矩，慣性矩，極慣性矩，慣性積，慣性半徑；平行移軸公式；主慣性軸與形心主慣性軸的概念；主慣性矩與形心主慣性矩的概念。

（七）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

拉壓桿的應(yīng)力；材料拉壓時的力學(xué)性質(zhì)；許用應(yīng)力，安全因數(shù)，強(qiáng)度條件；連接件的實用計算；圓軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，強(qiáng)度條件；梁的彎曲正應(yīng)力；梁的彎曲切應(yīng)力；梁的強(qiáng)度條件。

（八）桿件的變形與剛度計算

拉（壓）桿的變形；圓軸扭轉(zhuǎn)變形，剛度條件；用積分法求梁的彎曲變形，剛度條件。

（九）應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論

應(yīng)力狀態(tài)的概念。主應(yīng)力與主平面。平面應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分析。最大切應(yīng)力。廣義胡克定律簡介。

強(qiáng)度理論的概念。四種常用的強(qiáng)度理論簡介。

（十）組合變形

斜彎曲、彎拉（壓）組合、彎扭組合變形簡介。

（十一）壓桿穩(wěn)定

穩(wěn)定性概念。壓桿臨界力與臨界應(yīng)力的歐拉公式及其適用范圍簡介。提高壓桿穩(wěn)定性的措施。

三、實驗內(nèi)容

拉伸與壓縮實驗，彎曲正應(yīng)力實驗。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

教學(xué)環(huán)節(jié)說明：本課程總學(xué)時為54學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“工程力學(xué)C”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

（一）靜力學(xué)基礎(chǔ)

5

5

1

（二）力系簡化理論

3

3

1

（三）力系的平衡

6

6

2

（四）材料力學(xué)基本概念

2

2

0.5

（五）桿件的內(nèi)力分析

6

6

2

（六）截面圖形的幾何性質(zhì)

2

2

0.5

（七）桿件的應(yīng)力與強(qiáng)度計算

14

10

4

4

（八）桿件的變形與剛度計算

4

4

1

（九）應(yīng)力狀態(tài)分析與強(qiáng)度理論

6

6

2

（十）組合變形

2

2

1

（十一）壓桿穩(wěn)定

2

2

1

機(jī)動

2

2

總計

54

50

4

16

五、選用教材及主要參考書

1．選用教材：

[1]羅迎社，喻小明．工程力學(xué)[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2006

[2]徐飛鴻．材料力學(xué)實驗[M]．長沙：湖南教育出版社，2003

2．主要參考書：

[1]單輝祖，謝傳鋒．工程力學(xué)[M]．北京：高等教育出版社，2004

[2]范欽珊．工程力學(xué)教程（

=1\*ROMAN

I

）（

=2\*ROMAN

II

）（

=3\*ROMAN

III

）[M]．北京：高等教育出版社，1998

[3]孫訓(xùn)方．材料力學(xué)（上、下冊）[M]．第四版．北京：高等教育出版社，2003

[4][蘇]別遼耶夫．材料力學(xué)[M]．王光遠(yuǎn)等譯．北京：高等教育出版社，1992

[5]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室．理論力學(xué)（Ⅰ）[M]．第六版．北京：高等教育出版社，2002

（制訂人：李學(xué)罡審核人：喻小明批準(zhǔn)人：王桂堯）

“計算力學(xué)A”教學(xué)大綱

ComputingMechanicsA

課程編號：學(xué)時／學(xué)分：52/3.0

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工一三類專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃制訂。

（一）教學(xué)對象

工程力學(xué)專業(yè)等本科生，一般在三年二期開設(shè)較宜。

（二）課程性質(zhì)及教學(xué)目的與要求

1．課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課。

2．課程類別：必修課。

3．教學(xué)目的與要求：

通過學(xué)習(xí)基本理論和方法掌握數(shù)值計算的能力，具體要求如下：

（1）掌握作為力學(xué)數(shù)值計算基礎(chǔ)的變分法的基本理論和運(yùn)算規(guī)則。

（2）掌握里茲法和加權(quán)余量法基本原理和計算步驟。

（3）熟悉用Lagrange單元、Hermite單元構(gòu)造插值函數(shù)。

（4）熟悉Newton-Cotes積分和Gauss積分三維積分方法。

（5）掌握彈性力學(xué)中有限單元法分析的一般格式。

（6）熟練掌握平面桿系結(jié)構(gòu)有限單元法以及計算。

（7）了解局部坐標(biāo)系內(nèi)空間桿單元的特性矩陣及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

（8）掌握有組合結(jié)點(diǎn)時的單剛與等效荷載的處理。

（9）熟悉空間四面體單元與軸對稱問題有限元。

（10）掌握平面問題的有限單元法以及運(yùn)用計算。

（11）熟練掌握平面桿系結(jié)構(gòu)有限單元法程序編寫及實現(xiàn)。

（12）熟悉平面問題的有限單元法程序編寫方法及實現(xiàn)。

（三）主要先修課程和后續(xù)課程

1．主要先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、大學(xué)物理、物理實驗、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、計算機(jī)算法語言（FORTRAN）、彈塑性力學(xué)、振動力學(xué)、數(shù)值方法等。

2．主要后續(xù)課程：板殼力學(xué)、斷裂力學(xué)等。

（四）教學(xué)方式與重點(diǎn)、難點(diǎn)

1．教學(xué)方式：

以課堂教學(xué)為主，結(jié)合模型、CAI、多媒體教學(xué)；同時加強(qiáng)自學(xué)引導(dǎo)，重視學(xué)生自學(xué)能力和分析問題的能力的培養(yǎng)。

2．重點(diǎn)內(nèi)容：

（1）變分法的基本理論。

重點(diǎn)學(xué)習(xí)泛函的概念，幾類典型變分的運(yùn)算方法，里茲法和加權(quán)余量法（配點(diǎn)法、子域法、最小二乘法、力矩法、伽遼金法）的理論基礎(chǔ)和運(yùn)算規(guī)則,掌握變分問題的原理與特征，掌握泛函極值問題的求解。

（2）彈性力學(xué)中有限單元法分析的一般格式。

重點(diǎn)講清楚以平面問題三結(jié)點(diǎn)三角形單元為例的有限元法分析的一般步驟，運(yùn)算規(guī)則。

（3）桿系結(jié)構(gòu)有限元法以及程序的編寫。

平面桿系有限元：重點(diǎn)掌握經(jīng)典位移法；學(xué)會用單元位移法推導(dǎo)單元剛度矩陣方程，從而進(jìn)一步推導(dǎo)梁、剛架、桁架等的單元剛度矩陣方程；重點(diǎn)掌握其解題步驟，進(jìn)而求解結(jié)構(gòu)內(nèi)力；弄清有組合結(jié)點(diǎn)時的單剛與等效荷載的處理；掌握流程框圖的編寫、程序的編寫，如何將框圖變成算法語言，為課程設(shè)計打基礎(chǔ)。

空間桿系有限元：重點(diǎn)是局部坐標(biāo)系內(nèi)空間桿單元的特性矩陣及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

（4）平面問題的有限元法（3結(jié)點(diǎn)三角形單元）以及程序編寫。

重點(diǎn)掌握平面問題的解題步驟，求解單元的內(nèi)力、應(yīng)力與應(yīng)變；重點(diǎn)掌握程序的編寫思路，通過程序框圖要清楚地表示整個方法運(yùn)算流程。

（5）空間與軸對稱問題有限元。

重點(diǎn)是空間四面體有限單元分析以及軸對稱問題有限元三角形環(huán)單元以及等參元分析。

3．難點(diǎn)內(nèi)容：

（1）虛位移原理與勢能原理公式的理解與推導(dǎo)；

（2）里茲法與加權(quán)余量法；

（3）平面桿系結(jié)構(gòu)有限元法分析以及程序的編寫；

（4）平面問題的有限元法分析以及程序的編寫。

（五）考核方式

閉卷考試，參考平時作業(yè)、課程設(shè)計、聽課情況、期末考試和上機(jī)情況綜合評定課程總成績。

二、教學(xué)內(nèi)容

（一）變分法的基本理論

關(guān)于泛函的概念，變分的概念，幾類常見泛函的變分問題，里茲法和加權(quán)余量法（配點(diǎn)法、子域法、最小二乘法、力矩法、伽遼金法），彈性力學(xué)中常用的變分原理。

（二）彈性力學(xué)中有限單元法分析的一般格式

平面問題中3結(jié)點(diǎn)三角單元的，最小勢能原理，單剛和總剛的集總規(guī)則與特征，等效結(jié)點(diǎn)荷載的求解，邊界條件的處理方法，剛度方程的求解方法。

（三）桿系結(jié)構(gòu)有限元法

平面桿系有限元：掌握經(jīng)典位移法，利用有限單元法的一般格式推導(dǎo)平面桿系結(jié)構(gòu)有限元法的總剛方程，進(jìn)而推導(dǎo)梁、剛架、桁架等的單元剛度矩陣方程；掌握單剛、總剛的特征、整體集成規(guī)則；掌握局部坐標(biāo)向整體坐標(biāo)的轉(zhuǎn)化方法；等效結(jié)點(diǎn)荷載的求解，支承條件的引入，方程的建立與求解，進(jìn)而求解桿系結(jié)構(gòu)內(nèi)力、結(jié)點(diǎn)位移等的計算；鉸接點(diǎn)的處理；掌握程序框圖的編寫，運(yùn)用Fortran算法語言按框圖編寫程序，為課程設(shè)計打基礎(chǔ)。

空間桿系有限元：重點(diǎn)是局部坐標(biāo)系內(nèi)空間桿單元的特性矩陣及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

（六）彈性力學(xué)平面問題

明確平面問題單元剛度矩陣公式的推導(dǎo)，明確單剛、總剛的特征；掌握三角形三結(jié)點(diǎn)單元位移模式，形函數(shù)，應(yīng)變矩陣，應(yīng)力矩陣；學(xué)會求解等效結(jié)點(diǎn)荷載；掌握其解題步驟與方法，學(xué)會其運(yùn)用，進(jìn)而求解單元應(yīng)力、應(yīng)變、結(jié)點(diǎn)位移等的計算；掌握程序框圖的編寫，運(yùn)用Fortran算法語言按框圖編寫程序,為課程設(shè)計打基礎(chǔ)。

（七）空間與軸對稱問題有限元

熟悉局部坐標(biāo)系內(nèi)空間桿單元的特性矩陣及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換；了解有組合結(jié)點(diǎn)時的單剛與等效荷載的處理以及軸對稱問題有限元。

三、實驗內(nèi)容

無。

四、教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)時分配

本課程總學(xué)時為52學(xué)時，教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂教學(xué)、課堂討論、CAI教學(xué)、課外輔導(dǎo)、作業(yè)等。其學(xué)時分配見下表。

“計算力學(xué)A”課程教學(xué)學(xué)時分配表

教學(xué)內(nèi)容

總學(xué)時

其中

課外輔導(dǎo)／

課外實踐

備注

講課

實驗

上機(jī)

其他

緒論

4

4

變分法的基本理論

12

10

2

2

桿系結(jié)構(gòu)有限元法分析及程序的編寫

22

18

4

6

課堂討論

彈性力學(xué)平面問題的有限元法分析及程序編寫

12

8

4

4

課堂討論

空間與軸對稱問題

2

2

合計

52

42

10

12

注：其他欄是指包含課堂討論、案例教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)等教學(xué)方式。

五、使用教材與主要參考書目

1．使用教材：

王煥定，王偉．有限單元法教程．哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003

2．主要參考書目：

[1]洪錦如.橋梁結(jié)構(gòu)計算力學(xué)．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2001

[2]龍馭球.有限元法概論.第二版.北京:高等教育出版社,1991

[3]龍述堯.工程力學(xué)中的數(shù)值分析方法.中國科學(xué)出版社2003

[4]朱伯芳.有限單元法原理與應(yīng)用.第二版.北京:水利電力出版社,1998

[5]王瑞富，佘穎禾.有限元法概念與習(xí)題.北京:科學(xué)出版社,1996

[6]王勖成.有限單元法.北京:清華大學(xué)出版社,2003

（制訂人：張曉萌審核人：肖勇剛批準(zhǔn)人：王桂堯）

“計算力學(xué)B”教學(xué)大綱

ComputingMechanicsB

課程編號：學(xué)時／學(xué)分：34/2.0

一、大綱說明

本大綱根據(jù)工一三類專業(yè)2006版培養(yǎng)計劃編寫制訂。

（一）教學(xué)對象

土木水利類工程專業(yè)方向本科生，一般在三年二期開設(shè)較宜。

（二）課程性質(zhì)及教學(xué)目的與要求

1．課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)課。

2．課程類別：選修課。

3．教學(xué)目的與要求：通過學(xué)